KR101071351B1 - 플레이트 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플레이트 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구성요소의 조립성이 양호할 뿐만 아니라 유체의 유동성을 대폭 향상시킬 수 있는 플레이트 열교환기에 관한 것이다.
본 발명에 의한 플레이트 열교환기는, 상하방향으로 적층된 복수의 열교환유닛을 포함하고, 상기 각 열교환유닛은 그 양측에 이격된 유입통로 및 유출통로를 가지고, 상기 상부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 상부에서 돌출된 상부 플랜지를 가지며, 상기 하부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 하부에서 돌출된 하부 플랜지를 가지고, 상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지는 상호 끼움결합되며, 상기 상부 플레이트의 상면에는 하나 이상의 상부 이격돌기가 형성되고, 상기 하부 플레이트의 저면에는 하나 이상의 하부 이격돌기가 형성되며, 상기 복수의 열교환유닛 중에서 최상측 열교환유닛의 유입통로 및 유출통로에는 유입피팅 및 유출피팅이 설치되고, 상기 유입피팅 및 유출피팅은 개구를 가지며, 상기 복수의 열교환유닛 중에서 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지에는 폐쇄구가 결합되는 것을 특징으로 한다.
Figure R1020090036515
플레이트, 열교환기, 이격돌기, 관통공, 유동채널

Description

플레이트 열교환기{PLATE TYPE HEAT EXCHANGER}
본 발명은 플레이트 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구성요소의 조립성이 양호할 뿐만 아니라 유체의 유동성을 대폭 향상시킬 수 있는 플레이트 열교환기에 관한 것이다.
열교환기라 함은 온도가 높은 유체로부터 전열벽을 통해 온도가 낮은 유체로 열을 전달하는 장치로서, 이러한 열교환기 중에서 차량 내의 공조시스템, 변속기 오일쿨러 등에 적용되는 열교환기는 그 설치공간의 협소화로 인해 보다 컴팩트한 사이즈로 구현될 필요가 있다. 이에 차량에 이용되는 열교환기는 보다 컴팩트한 사이즈를 구현하기 위한 플레이트 열교환기가 널리 사용되고 있다.
이러한 플레이트 열교환기는 인접한 플레이트들 사이에 유동채널이 형성되도록 대면하여 적층되는 다수의 열교환 플레이트로 구성된다. 유동채널은 서로 다른 매체가 통과하는 2 이상의 유동채널로 구분된다. 이에 서로 다른 열교환매체는 각 유동채널을 통과하면서 플레이트를 통해 열교환한다. 그리고, 각 플레이트는 그 단부 측에 유입통로 및 유출통로를 가지고, 각 플레이트의 유입통로 및 유출통로들은 서로 소통하도록 구성된다. 최상측의 플레이트의 유입통로 및 유출통로에는 유입피 팅 및 유출피팅이 브레이징 등을 통해 고정된다.
하지만, 종래의 플레이트 열교환기는 유입피팅 및 유출피팅의 조립성이 취약하여 전체 열교환기의 조립작업이 매우 번거롭게 진행되고, 또한 최하측 플레이트의 유입통로 및 유출통로 주변 영역에서 유체가 쉽게 정체됨에 따라 유체의 유동성은 낮은 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 구성요소 간의 효율적인 조립구조를 구현함과 더불어 유동채널 내에서 유체의 유동성을 향상시킬 수 있는 플레이트 열교환기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 복수의 유동채널들을 서로 소통시키는 구조를 채택함으로써 유체가 전체적으로 혼합될 수 있으므로 유체의 열교환효율을 대폭 향상시킬 수 있는 플레이트 열교환기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
상하방향으로 적층된 복수의 열교환유닛을 포함하고, 각 열교환유닛은 상부 플레이트 및 하부 플레이트가 상호 결합됨으로써 형성되며, 상기 각 열교환유닛은 그 내부에 제1유체가 유동하는 제1유동채널을 가지고, 상기 복수의 열교환유닛들 사이에는 제2유체가 유동하는 제2유동채널이 형성되며,
상기 각 열교환유닛은 그 양측에 이격된 유입통로 및 유출통로를 가지고,
상기 상부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 상부에서 돌출된 상부 플랜지를 가지며, 상기 하부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 하부에서 돌출된 하부 플랜지를 가지고, 상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지는 상호 끼움결합되며,
상기 상부 플레이트의 상면에는 하나 이상의 상부 이격돌기가 형성되고, 상기 하부 플레이트의 저면에는 하나 이상의 하부 이격돌기가 형성되며,
상기 복수의 열교환유닛 중에서 최상측 열교환유닛의 유입통로 및 유출통로에는 유입피팅 및 유출피팅이 설치되고, 상기 유입피팅 및 유출피팅은 개구를 가지며,
상기 복수의 열교환유닛 중에서 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지에는 폐쇄구가 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 최상측 열교환유닛의 상부 플랜지는 상기 유입피팅 및 유출피팅의 각 개구 내부를 향해 경사진 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유입피팅 및 유출피팅의 개구는 그 내경면 하부에 돌출부를 가지고, 상기 돌출부는 내경방향으로 돌출되며, 상기 돌출부에는 상기 최상측 열교환유닛의 상부 플랜지가 끼움결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 유입피팅 및 유출피팅의 저면에는 결합홈을 가지고, 상기 결합홈은 상기 개구에서 외경방향으로 이격되며, 상기 결합홈에는 상기 최상측 열교환유닛의 상부 플랜지가 끼움결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 폐쇄구는 그 중심에 홈부를 가지고, 상기 홈부의 주변에 평탄주변부가 형성되며, 상기 홈부에는 상기 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지가 끼움결합되고, 상기 최하측 열교환유닛의 하부 플레이트는 상기 하부 플랜지의 주변영역이 상기 평탄주변부와 접촉하는 것을 특징으로 한다.
상기 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지는 하향 경사진 구조로 이루어지고, 상기 홈부는 경사진 측벽을 가지며, 상기 경사진 측벽에 상기 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지가 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 폐쇄구는 개구, 폐쇄저면, 측벽을 가진 원통형상으로 이루어지고, 상기 측벽에는 하나 이상의 유동안내슬롯이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 폐쇄구는 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지 하부를 통해 삽입되고, 상기 유동안내슬롯은 상기 측벽부 상에서 좌우 대칭적인 한 쌍으로 구성되며, 상기 유동안내슬롯들 사이에는 제1 및 제2 막힘부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1막힘부는 상기 최하측 열교환유닛의 유입통로 및 유출통로 사이의 제1유동채널에 면하도록 배치되고, 상기 제2막힘부는 상기 최하측 열교환유닛의 단부에 면하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1막힘부는 상기 제2막힘부 보다 작은 원호길이를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 폐쇄구의 저면에는 위치결정용 엠보싱이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부 플랜지의 외경면은 상기 상부 플랜지의 내경면에 끼움결합되고, 상기 복수의 열교환유닛 중에서 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지는 저면을 가지며, 상기 저면의 중심에는 개구가 형성되고, 상기 저면에는 폐쇄구가 안착되는 것을 특징으로 한다.
상기 폐쇄구는 상기 개구를 밀폐할 수 있는 외경을 가지고, 복수의 유동안내홈을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 폐쇄구는 그 중심부에 곡면돌출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 폐쇄구는 환형의 결합홈을 가지고, 상기 결합홈에는 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지가 끼움결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 이격돌기 및 하부 이격돌기는 서로 접촉하고, 상기 상부 이격돌기 및 하부 이격돌기의 접촉면에는 관통공이 형성됨으로써 복수의 열교환유닛들은 그 각각의 제1유동채널들이 서로 소통하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 구성요소 간의 효율적인 조립구조를 구현함과 더불어 유동채널 내에서 유체의 유동성을 향상시킬 수 있으며, 특히, 최하측 열교환유닛의 유입통로 및 유출통로 상에서 유체의 흐름을 원활하게 유도함으로써 유체의 유동성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 복수의 유동채널들을 서로 소통시키는 구조를 채택함으로써 유체가 전체적으로 혼합될 수 있으므로 유체의 열교환효율을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 플레이트 열교환기를 도시한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 플레이트 열교환기는 복수의 열교환유닛(10)을 포함하고, 복수의 열교환유닛(10)이 상하방향으로 적층된다.
각 열교환유닛(10)은 그 내부에 오일, 냉매 등과 같은 제1유체가 통과하는 제1유동채널(18)을 가지고, 각 열교환유닛(10)은 상부 플레이트(11) 및 하부 플레이트(12)의 결합에 의해 형성된다. 상부 플레이트(11) 및 하부 플레이트(12)는 알루미늄 등과 같이 열전도성이 우수한 금속 재질로 이루어지고, 상부 및 하부 플레이트(11, 12)는 그 가장자리(11a, 12a)들이 브레이징 등을 통해 상호 접착될 수 있다.
상부 플레이트(11)와 하부 플레이트(12)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 마주보는 면(즉, 상부 플레이트(11)의 저면과 하부 플레이트(12)의 상면)에는 개별적으로 복수의 상부 및 하부 유동홈(11b, 12b)이 형성되고, 상부 플레이트(11)와 하부 플레이트(12)의 유동홈(11b, 12b)들은 평면상에서 사선방향으로 연장되며, 특히 상부 플레이트(11)의 상부 유동홈(11b)과 하부 플레이트(12)의 하부 유동홈(12b)들은 서로 교차하도록 형성된다. 이러한 유동홈(11b, 12b)들에 의해 교차하는 제1유동채널(18)이 형성되고, 이러한 교차구조의 제1유동채널(18)을 통해 오일은 지그재그 식으로 유동할 수 있으며, 이에 의해 유동하는 제1유체의 처리용량을 증대시킬 뿐만 아니라 제1유체의 접촉면적을 넓혀 그 열교환효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 복수의 유동홈(11b, 12b)은 상부 및 하부 플레이트(11, 12)가 주조공정 또는 스탬핑 등과 같은 프레스 공정을 통해 형성될 수 있다. 이러한 홈(11b, 12b) 구조에 의해 상부 및 하부 플레이트(11, 12)는 파형구조(13, 14)를 가지고, 각 홈(11b, 12b)의 반대편에는 융기부(13a, 14a)가 각각 형성되고, 이 복수의 융기부(13a, 14a)들 사이에는 복수의 골부분(13b, 14b)이 각각 형성된다.
그리고, 서로 인접하여 적층된 열교환유닛(10)들 사이에는 냉각수 등과 같은 제2유체가 통과하는 제2유동채널(28)이 형성되고, 이 제2유동채널(28)은 복수의 열교환유닛(10)들이 일정간격으로 이격됨으로써 형성된다.
이를 위해, 각 열교환유닛(10)의 상면 및 저면에는 즉, 상부 플레이트(11)의 상면 및 하부 플레이트(12)의 저면 각각에는 복수의 상부 및 하부 이격돌기(21, 22)들이 개별적으로 돌출된다. 특히, 복수의 상부 이격돌기(21)는 상부 플레이트(11)의 융기부(13a) 상면에 일정간격으로 서로 이격되어 형성되고, 복수의 하부 이격돌기(22)는 하부 플레이트(12)의 융기부(14a) 저면에 일정간격으로 서로 이격되어 형성된다. 이에, 상부측 열교환유닛(10)의 하부 이격돌기(22)는 그 하부측 열교환유닛(10)의 상부 이격돌기(21)와 접촉하고, 이렇게 상하방향으로 복수의 이격돌기(21, 22)들이 서로 접촉함에 따라 열교환유닛(10)들 사이의 이격 간격이 증가되고, 이에 의해 제2유동채널(28)의 단면적이 대폭 증대된다. 그리고, 서로 접촉하는 이격돌기(21, 22)들은 브레이징 등을 통해 접착될 수도 있다. 상부 및 하부 이격돌기(21, 22)들은 상부 플레이트(11)의 상부 유동홈(11b) 및 하부 플레이트(12)의 하부 유동홈(12b)이 서로 교차하는 지점(즉, 상부 플레이트(11)의 융기부(13a) 및 하부 플레이트(12)의 융기부(14a)가 서로 교차하는 지점)에 상호 대응되게 위치함으로써 그 적층구조를 더욱 안정적으로 구현할 수 있다.
각 이격돌기(21, 22)들은 사다리꼴 단면, 타원 또는 원형 등과 같은 곡률진 단면, 사각형 단면 중에서 어느 하나의 단면구조를 가질 수 있다. 그리고, 서로 인접하는 상부 이격돌기(21)의 상면(21a) 및 하부 이격돌기(22)의 저면(22a)이 서로 기밀하게 접촉하고, 이에 상부 및 하부 플레이트(11, 12)의 접착이 더욱 용이해질 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 이격돌기(21)와 하부 이격돌기(22)의 접촉면(21a, 22a) 즉, 상부 이격돌기(21)의 상면(21a) 및 하부 이격돌기(22)의 저면(22a)에는 관통공(21c, 22c)이 각각 형성되고, 서로 접촉하는 이격돌기(21, 22)의 관통공(21c, 22c)들이 상호 소통됨에 따라 각 열교환유닛(10)의 제1유동채널(18)은 관통공(21c, 22c)들을 통해 상호 소통된다. 이에, 일측 열교환유닛(10) 내의 제1유체(예컨대, 오일 등)는 관통공(21c, 22c)을 통과하여 인접하는 열교환유닛(10)의 제1유동채널(18) 내로 자유롭게 유동함으로써, 제1유체는 전체 열교환유닛(10) 내에서 섞일 수 있으므로 그 열교환효율이 대폭 증대되는 장점이 있다.
또한, 상부 플레이트(11) 및 하부 플레이트(12)는 각 가장자리(11a, 12a)의 일측에 위치결정용 조립홈 및 조립돌기(11c, 12c)를 가진다. 이에 의해, 상부 플레이트(11) 및 하부 플레이트(12)는 그 위치결정이 용이하여 그 가결합이 신속하게 이루어질 수 있고, 이에 따라 상부 및 하부 플레이트(11, 12)의 결합이 매우 정확하고 견고하게 이루어질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 각 열교환유닛(10)은 그 양측에 이격된 유입통로(43) 및 유출통로(44)를 가진다. 각 열교환유닛(10)의 유입통로(43) 및 유출통로(44)는 제1유동채널(18)과 소통하고, 이러한 유입통로(43) 및 유출통로(44)는 제 2유동채널(28)에 대해서는 밀폐된다. 복수의 열교환유닛(10)은 그 유입통로(43) 및 유출통로(44)들이 서로 소통되도록 적층된다.
상부 플레이트(11)는 유입통로(43) 및 유출통로(44)의 상부에서 상향으로 돌출되는 상부 플랜지(23)를 가지고, 하부 플레이트(12)는 유입통로(43) 및 유출통로(44)의 하부에서 하향으로 돌출되는 하부 플랜지(24)를 가진다. 그리고, 상부 플랜지(23) 및 하부 플랜지(24)는 상호 끼움결합된다. 상부측 열교환유닛(10)의 하부 플랜지(24)에 그 하부측 열교환유닛(10)의 상부 플랜지(23)가 끼움결합됨으로써 그 밀봉성이 보장될 수 있다. 또한, 서로 인접하는 상부 플랜지(23) 및 하부 플랜지(24)들은 브레이징 등을 통해 밀봉적으로 결합될 수 있다. 이에 의해, 열교환유닛(10)의 유입통로(43) 및 유출통로(44)는 제2유동채널(28)에 대해 밀폐된다.
한편, 도 2 및 도 3와 같이, 상부 플랜지(23)의 외경면이 하부 플랜지(24)의 내경면에 끼움결합되는 경우 상부 플레이트(11)의 상부 플랜지(23)는 그 상단(23a, 도 3 참조) 또는 그 전체(도 2 참조)가 내경방향으로 경사진 구조로 이루어질 있다. 이와 달리, 도 5, 도 6, 도 9와 같이 하부 플랜지(24)의 외경면이 상부 플랜지(23)의 내경면에 끼움결합되는 경우 하부 플랜지(24)는 그 하단 일부(24a, 도 9 참조) 또는 그 전체(도 5 및 도 6 참조)가 내경방향으로 경사진 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면 인접하는 플레이트의 상부 또는 하부 플랜지의 내경면에 끼워지는 하부 또는 상부 플랜지는 그 일부(23a, 24a) 또는 그 전체가 내경방향으로 테이퍼진 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 상부 플랜지(23) 및 하부 플랜지(24)는 그 조립성이 정확해질 뿐만 아니라 상부 플레이트(11) 및 하부 플레이 트(12)의 조립작업을 매우 간편하게 할 수 있다.
그리고, 최상측 열교환유닛(10)에서 그 유입통로(43)측의 상부 플랜지(23)에 유입피팅(25)이 결합되고, 유출통로(44)측의 상부 플랜지(23)에는 유출피팅(26)이 결합된다. 유입피팅(25)은 개구(25a)를 가지고, 이 개구(25a)에는 유입파이프가 연결된다. 유출피팅(26)은 개구(26a)를 가지고, 이 개구(26a)에는 유출파이프가 연결된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 상부 플랜지(23)는 도 2에 도시된 바와 같이, 내경방향으로 상향 경사진 구조로 형성되고, 하부 플랜지(24)는 수직으로 하향 돌출되어 있다. 특히, 최상측 열교환유닛(10)의 상부 플랜지(23)는 유입피팅(25) 및 유출피팅(26)의 각 개구(25a, 26a) 내부로 경사지게 형성될 수 있다. 그리고, 유입피팅(25) 및 유출피팅(26)의 각 개구(25a, 26a)의 내경면 하부에는 돌출부(25c, 26c)가 내경방향으로 돌출되고, 최상측 열교환유닛(10)의 상부 플랜지(23)가 유입피팅(25) 및 유출피팅(26)의 각 돌출부(25c, 26c)에 끼움결합된 후에 브레이징 등을 통해 기밀하게 결합된다. 이에 유입피팅(25) 및 유출피팅(26)은 상부플랜지(23)와의 사이에서 그 밀봉성을 확보할 수 있다.
그리고, 최하측 열교환유닛(10)의 유입통로(43) 및 유출통로(44)측의 각 하부 플랜지(24)에는 폐쇄구(27)가 결합되고, 이 폐쇄구(27)는 환형의 결합홈(27a)을 가진다. 이 결합홈(27a)에는 최하측 열교환유닛(10)의 각 하부 플랜지(24)가 끼움결합되고, 이렇게 끼움결합된 하부플랜지(24) 및 결합홈(27a)은 브레이징 등으로 통해 결합된다. 이에, 폐쇄구(27)와 하부 플랜지(24) 사이에 기밀한 밀봉성을 부여 함과 더불어 폐쇄구(27)의 견고한 결합력을 구현할 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제2실시예를 도시한 도면으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 유입피팅(25) 및 유출피팅(26)은 각 개구(25a, 26a)의 저면에 결합홈(25b, 26b)을 가지고, 이 결합홈(25b, 26b)은 개구(25a, 26a)로부터 외경방향으로 이격된다. 결합홈(25b, 26b)에는 최상측 열교환유닛(10)의 상부 플랜지(23)가 끼움결합된 후에 브레이징 등을 통해 기밀하게 결합된다. 이에 의해, 개구(25a, 26a)의 외경방향에서 유입피팅(25) 및 유출피팅(26) 각각은 최상측 열교환유닛(10)의 상부 플랜지(23)에 결합됨에 따라 유입피팅 및 유출피팅(25, 26)의 밀봉성을 더욱 확실하게 보장할 수 있는 장점이 있다. 그 외에도, 유입피팅(25) 및 유출피팅(26)의 조립이 정확하게 이루어질 뿐만 아니라 그 조립작업이 매우 간편해지는 장점이 있다.
그리고, 최하측 열교환유닛(10)의 유입통로(43) 및 유출통로(44)측의 각 하부 플랜지(24)에는 유입통로(43) 및 유출통로(44)를 폐쇄하는 폐쇄구(37)가 구비되고, 이 폐쇄구(37)는 그 중심에 홈부(37a)를 가지고, 이 홈부(37a)의 내벽면에 하부 플랜지(24)가 결합된다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 플레이트 열교환기를 도시한 도면이다. 본 발명의 제3실시예에 의하면, 상부 플랜지(23)의 내경면에 하부 플랜지(24)의 외경면이 끼움결합되고, 하부 플랜지(24)는 내경방향으로 하향 경사진 구조로 이루어진다. 그리고, 최하측 열교환유닛(10)은 그 하부 플레이트(12)의 하부 플랜지(24)에 폐쇄구(47)가 결합되고, 이에 폐쇄구(47)는 유입통로(43) 및 유출통로(44)의 하 부를 폐쇄한다. 이 폐쇄구(47)의 중심에는 홈부(47a)가 형성되고, 이 홈부(47a)의 주변에는 평탄주변부(47c)가 형성되며, 홈부(47a)의 측벽(47b)은 경사진 구조로 형성된다.
최하측 열교환유닛(10)의 하부 플랜지(24)는 홈부(47a)의 측벽(47b)에 끼움결합되고, 특히 하부 플랜지(24)는 홈부(47a)의 측벽(47b) 보다 작은 경사각을 가짐으로써 하부 플랜지(24)는 홈부(47a)의 측벽(47b)에 보다 견고하게 끼움결합된다. 이렇게 끼움결합된 하부 플랜지(24)와 홈부(47a)의 측벽(47b)은 브레이징 등을 통해 결합된다.
최하측 열교환유닛(10)의 하부 플레이트(12) 즉, 최하측 하부 플레이트(12)는 하부 플랜지(24)의 주변부영역이 평탄주변부(47c)와 적어도 부분적으로 접촉한다. 이렇게 접촉된 평탄주변부(47c) 및 하부 플레이트(12)는 브레이징 등을 통해 결합된다.
이와 같이, 본 발명의 폐쇄구(47)는 하부 플랜지(24) 및 하부 플레이트(12)에 2중으로 결합됨으로써 그 결합력 및 지지강성이 더욱 견고해질 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 플레이트 열교환기를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 상부 플랜지(23)의 내경면에 하부 플랜지(24)의 외경면이 끼움결합되고, 하부 플랜지(24)는 내경방향으로 경사진 구조로 이루어진다. 그리고, 최하측 열교환유닛(10)의 하부 플랜지(24)에는 유입통로(43) 및 유출통로(44)의 하부를 폐쇄하는 폐쇄구(57)가 결합된다. 특히, 제4실시예에 따른 폐쇄구(57)는 최하측 열교환유닛(10)의 하부 플랜지(24)의 하부를 통해 삽입되는 구조 로 구성됨을 특징으로 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 폐쇄구(57)는 원통형상으로 이루어지고, 그 상부에 개구(57b)를 가지며, 그 하부에 폐쇄저면(57a)을 가지고, 그 측면에는 측벽(57c)을 가진다. 폐쇄구(57)의 측벽(57c)에는 제1유체의 흐름을 유도하는 하나 이상의 유동안내슬롯(57d)이 형성될 수 있다. 유입통로(43) 및 유출통로(44)의 최하측 하부 플레이트(12) 상에서 제1유체는 유동안내슬롯(57d)을 통해 최하측 열교환유닛(10)의 제1유동채널(18) 측으로 균일하게 유도(도 8의 화살표 V방향 참조)될 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 유동안내슬롯(57d)은 좌우 대칭적으로 한 쌍으로 형성될 수 있고, 한 쌍의 유동안내슬롯(57d)들 사이에는 제1 및 제2 막힘부(57e, 57f)가 형성된다. 제1막힘부(57e)는 유입통로(43) 및 유출통로(44) 사이의 제1유동채널(18)에 인접하도록 배치되고, 제2막힘부(57f)는 각 열교환유닛(10)의 단부에 인접하도록 배치된다. 그리고, 제1막힘부(57e)의 원호길이(w1)가 제2막힘부(57f)의 원호길이(w2) 보다 작게 형성됨이 바람직하다. 이와 같이 제1막힘부(57e)가 제2막힘부(57f) 보다 작게 형성된 구조에 의해, 제1유체는 제2막힘부(57f)에 의해 최하측 열교환유닛(10)의 단부측으로의 흐름이 차단됨과 더불어 유입통로(43) 및 유출통로(44) 사이의 제1유동채널(18)측으로 원활하게 흐르도록 유도될 수 있고, 이에 제1유체는 제1유동채널(18) 내부를 매우 원활하게 유동할 수 있는 장점이 있다.
또한, 폐쇄구(57)의 폐쇄저면(57a) 중심부에는 상부로 돌출된 위치결정용 엠 보싱(57h)이 형성되고, 이 엠보싱(57h)은 도 8에 도시된 바와 같이 그 조립시에 위치결정을 용이하게 하도록 특정방향으로 지시하는 삼각형 또는 화살표 형상 등으로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1막힘부(57e)가 유입통로(43) 및 유출통로(44) 사이의 제1유동채널(18)을 향하는 위치를 지시하는 형상일 수도 있고, 이와 달리 제2막힘부(57f)가 열교환유닛(10)의 단부를 향하는 위치를 지시하는 형상일 수도 있다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 플레이트 열교환기를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 하부 플랜지(24)의 외경면이 상부 플랜지(23)의 내경면에 끼움결합될 수 있고, 이 경우 하부 플랜지(24)는 그 하단(24a) 또는 그 전체가 내경방향으로 경사진 구조로 이루어질 수 있다.
특히, 최하측 열교환유닛(10)의 하부 플레이트(12)는 하부 플랜지(24)의 외경면이 상부 플랜지(23)의 내경면에 끼움결합되고, 하부 플랜지(24)는 저면(24d)을 가지고, 이 저면(24d)의 중심에 개구(24c)가 형성된다. 이 개구(24c)에 의해 유입통로(43) 및 유출통로(44)를 구성한다. 특히, 최하측의 하부 플랜지(24)는 그 저면(24d)에 폐쇄구(67)가 안착되고, 이 폐쇄구(67)는 개구(24c)를 완전히 밀폐할 수 있는 외경을 가진다.
그리고, 폐쇄구(67)는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 그 외주면에 하나 이상의 유동안내홈(67a)을 가지고, 이 유동안내홈(67a)들 사이에는 복수의 벽면(67b)이 형성된다. 이에, 유입통로(43) 및 유출통로(44)의 최하측 하부 플레이트(12) 상에서 제1유체는 유동안내홈(67a)을 통해 최하측 열교환유닛(10)의 제1유동채널(18)측으로 균일하게 유도(화살표 U 참조)될 수 있다. 그리고, 폐쇄구(67)의 중심부에는 곡면돌출부(67c)가 형성되고, 이 곡면돌출부(67c)에 의해 제1유체는 유동안내홈(67a)측으로 원활하게 안내될 수 있다. 이러한 유동안내홈(67a)을 통해 최하측 열교환유닛(10)의 제1유동채널(18) 내에서 제1유체의 유동성이 향상될 수 있고, 이에 전체 열교환유닛(10)에 걸쳐 제1유체의 원활한 유동성을 균일하게 확보함으로써 제1유체 및 제2유체 사이의 열교환효율을 대폭 증진시킬 수 있다. 또한, 폐쇄구(67)가 유입통로(43) 및 유출통로(44) 상에서 최하측 하부 플레이트(12)의 하부 플랜지(12)에 설치된 구조에 의해 제1유체의 압력에 대한 저항성을 높일 수 있으므로 그 강도를 보강할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플레이트 열교환기를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 플레이트 열교환기의 길이방향 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 플레이트 열교환기의 길이방향 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에 따른 유입피팅 및 유출피팅과 상부 플랜지의 결합관계를 나타낸 분해 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 플레이트 열교환기의 길이방향 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예 따른 플레이트 열교환기의 길이방향 단면을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예 따른 폐쇄구를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 6의 화살표 A-A선을 따라 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 플레이트 열교환기의 길이방향 단면을 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 플레이트 열교환기의 폭방향 단면을 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제5실시예에 따른 최하측 플레이트에 설치된 폐쇄구를 도 시한 사시도이다.
도 12은 본 발명의 제5실시예에 따른 최하측 플레이트에 설치된 폐쇄구를 도시한 평면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *
10: 열교환유닛 11: 상부 플레이트
12: 하부 플레이트 18: 제1유동채널
21, 22: 이격돌기 21c, 22c: 관통공
27, 37: 폐쇄구 25, 26: 유입피팅, 유출피팅
25b, 26b: 결합홈 25c, 26c: 돌출부
28: 제2유동채널

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 상하방향으로 적층된 복수의 열교환유닛을 포함하고, 각 열교환유닛은 상부 플레이트 및 하부 플레이트가 상호 결합됨으로써 형성되며, 상기 각 열교환유닛은 그 내부에 제1유체가 유동하는 제1유동채널을 가지고, 상기 복수의 열교환유닛들 사이에는 제2유체가 유동하는 제2유동채널이 형성되며,
    상기 각 열교환유닛은 그 양측에 이격된 유입통로 및 유출통로를 가지고,
    상기 상부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 상부에서 돌출된 상부 플랜지를 가지며, 상기 하부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 하부에서 돌출된 하부 플랜지를 가지고, 상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지는 상호 끼움결합되며,
    상기 상부 플레이트의 상면에는 하나 이상의 상부 이격돌기가 형성되고, 상기 하부 플레이트의 저면에는 하나 이상의 하부 이격돌기가 형성되며,
    상기 복수의 열교환유닛 중에서 최상측 열교환유닛의 유입통로 및 유출통로에는 유입피팅 및 유출피팅이 설치되고, 상기 유입피팅 및 유출피팅은 개구를 가지며,
    상기 복수의 열교환유닛 중에서 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지에는 폐쇄구가 결합되고,
    상기 최상측 열교환유닛의 상부 플랜지는 상기 유입피팅 및 유출피팅의 각 개구 내부를 향해 경사진 구조로 형성되며,
    상기 유입피팅 및 유출피팅의 개구는 그 내경면 하부에 돌출부를 가지고, 상기 돌출부는 내경방향으로 돌출되며, 상기 돌출부에는 상기 최상측 열교환유닛의 상부 플랜지가 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  4. 상하방향으로 적층된 복수의 열교환유닛을 포함하고, 각 열교환유닛은 상부 플레이트 및 하부 플레이트가 상호 결합됨으로써 형성되며, 상기 각 열교환유닛은 그 내부에 제1유체가 유동하는 제1유동채널을 가지고, 상기 복수의 열교환유닛들 사이에는 제2유체가 유동하는 제2유동채널이 형성되며,
    상기 각 열교환유닛은 그 양측에 이격된 유입통로 및 유출통로를 가지고,
    상기 상부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 상부에서 돌출된 상부 플랜지를 가지며, 상기 하부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 하부에서 돌출된 하부 플랜지를 가지고, 상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지는 상호 끼움결합되며,
    상기 상부 플레이트의 상면에는 하나 이상의 상부 이격돌기가 형성되고, 상기 하부 플레이트의 저면에는 하나 이상의 하부 이격돌기가 형성되며,
    상기 복수의 열교환유닛 중에서 최상측 열교환유닛의 유입통로 및 유출통로에는 유입피팅 및 유출피팅이 설치되고, 상기 유입피팅 및 유출피팅은 개구를 가지며,
    상기 복수의 열교환유닛 중에서 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지에는 폐쇄구가 결합되고,
    상기 유입피팅 및 유출피팅의 저면에는 결합홈을 가지며, 상기 결합홈은 상기 개구에서 외경방향으로 이격되고, 상기 결합홈에는 상기 최상측 열교환유닛의 상부 플랜지가 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  5. 상하방향으로 적층된 복수의 열교환유닛을 포함하고, 각 열교환유닛은 상부 플레이트 및 하부 플레이트가 상호 결합됨으로써 형성되며, 상기 각 열교환유닛은 그 내부에 제1유체가 유동하는 제1유동채널을 가지고, 상기 복수의 열교환유닛들 사이에는 제2유체가 유동하는 제2유동채널이 형성되며,
    상기 각 열교환유닛은 그 양측에 이격된 유입통로 및 유출통로를 가지고,
    상기 상부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 상부에서 돌출된 상부 플랜지를 가지며, 상기 하부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 하부에서 돌출된 하부 플랜지를 가지고, 상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지는 상호 끼움결합되며,
    상기 상부 플레이트의 상면에는 하나 이상의 상부 이격돌기가 형성되고, 상기 하부 플레이트의 저면에는 하나 이상의 하부 이격돌기가 형성되며,
    상기 복수의 열교환유닛 중에서 최상측 열교환유닛의 유입통로 및 유출통로에는 유입피팅 및 유출피팅이 설치되고, 상기 유입피팅 및 유출피팅은 개구를 가지며,
    상기 복수의 열교환유닛 중에서 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지에는 폐쇄구가 결합되고,
    상기 폐쇄구는 그 중심에 홈부를 가지며, 상기 홈부의 주변에 평탄주변부가 형성되며, 상기 홈부에는 상기 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지가 끼움결합되고, 상기 최하측 열교환유닛의 하부 플레이트는 상기 하부 플랜지의 주변영역이 상기 평탄주변부와 접촉하는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지는 하향 경사진 구조로 이루어지고, 상기 홈부는 경사진 측벽을 가지며, 상기 경사진 측벽에 상기 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지가 결합되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  7. 상하방향으로 적층된 복수의 열교환유닛을 포함하고, 각 열교환유닛은 상부 플레이트 및 하부 플레이트가 상호 결합됨으로써 형성되며, 상기 각 열교환유닛은 그 내부에 제1유체가 유동하는 제1유동채널을 가지고, 상기 복수의 열교환유닛들 사이에는 제2유체가 유동하는 제2유동채널이 형성되며,
    상기 각 열교환유닛은 그 양측에 이격된 유입통로 및 유출통로를 가지고,
    상기 상부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 상부에서 돌출된 상부 플랜지를 가지며, 상기 하부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 하부에서 돌출된 하부 플랜지를 가지고, 상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지는 상호 끼움결합되며,
    상기 상부 플레이트의 상면에는 하나 이상의 상부 이격돌기가 형성되고, 상기 하부 플레이트의 저면에는 하나 이상의 하부 이격돌기가 형성되며,
    상기 복수의 열교환유닛 중에서 최상측 열교환유닛의 유입통로 및 유출통로에는 유입피팅 및 유출피팅이 설치되고, 상기 유입피팅 및 유출피팅은 개구를 가지며,
    상기 복수의 열교환유닛 중에서 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지에는 폐쇄구가 결합되고,
    상기 폐쇄구는 개구, 폐쇄저면, 측벽을 가진 원통형상으로 이루어지며, 상기 측벽에는 하나 이상의 유동안내슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 폐쇄구는 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지 하부를 통해 삽입되고, 상기 유동안내슬롯은 상기 측벽부 상에서 좌우 대칭적인 한 쌍으로 구성되며, 상기 유동안내슬롯들 사이에는 제1 및 제2 막힘부가 형성되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1막힘부는 상기 최하측 열교환유닛의 유입통로 및 유출통로 사이의 제1유동채널에 면하도록 배치되고, 상기 제2막힘부는 상기 최하측 열교환유닛의 단부에 면하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1막힘부는 상기 제2막힘부 보다 작은 원호길이를 가지는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 폐쇄구의 폐쇄저면에는 위치결정용 엠보싱이 형성되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  12. 상하방향으로 적층된 복수의 열교환유닛을 포함하고, 각 열교환유닛은 상부 플레이트 및 하부 플레이트가 상호 결합됨으로써 형성되며, 상기 각 열교환유닛은 그 내부에 제1유체가 유동하는 제1유동채널을 가지고, 상기 복수의 열교환유닛들 사이에는 제2유체가 유동하는 제2유동채널이 형성되며,
    상기 각 열교환유닛은 그 양측에 이격된 유입통로 및 유출통로를 가지고,
    상기 상부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 상부에서 돌출된 상부 플랜지를 가지며, 상기 하부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 하부에서 돌출된 하부 플랜지를 가지고, 상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지는 상호 끼움결합되며,
    상기 상부 플레이트의 상면에는 하나 이상의 상부 이격돌기가 형성되고, 상기 하부 플레이트의 저면에는 하나 이상의 하부 이격돌기가 형성되며,
    상기 복수의 열교환유닛 중에서 최상측 열교환유닛의 유입통로 및 유출통로에는 유입피팅 및 유출피팅이 설치되고, 상기 유입피팅 및 유출피팅은 개구를 가지며,
    상기 복수의 열교환유닛 중에서 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지에는 폐쇄구가 결합되고,
    상기 하부 플랜지의 외경면은 상기 상부 플랜지의 내경면에 끼움결합되며, 상기 복수의 열교환유닛 중에서 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지는 저면을 가지고, 상기 저면의 중심에는 개구가 형성되며, 상기 저면에는 폐쇄구가 안착되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 폐쇄구는 상기 개구를 밀폐할 수 있는 외경을 가지고, 복수의 유동안내홈을 가지는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 폐쇄구는 그 중심부에 곡면돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 플레 이트 열교환기.
  15. 상하방향으로 적층된 복수의 열교환유닛을 포함하고, 각 열교환유닛은 상부 플레이트 및 하부 플레이트가 상호 결합됨으로써 형성되며, 상기 각 열교환유닛은 그 내부에 제1유체가 유동하는 제1유동채널을 가지고, 상기 복수의 열교환유닛들 사이에는 제2유체가 유동하는 제2유동채널이 형성되며,
    상기 각 열교환유닛은 그 양측에 이격된 유입통로 및 유출통로를 가지고,
    상기 상부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 상부에서 돌출된 상부 플랜지를 가지며, 상기 하부 플레이트는 상기 유입통로 및 유출통로의 하부에서 돌출된 하부 플랜지를 가지고, 상기 상부 플랜지 및 하부 플랜지는 상호 끼움결합되며,
    상기 상부 플레이트의 상면에는 하나 이상의 상부 이격돌기가 형성되고, 상기 하부 플레이트의 저면에는 하나 이상의 하부 이격돌기가 형성되며,
    상기 복수의 열교환유닛 중에서 최상측 열교환유닛의 유입통로 및 유출통로에는 유입피팅 및 유출피팅이 설치되고, 상기 유입피팅 및 유출피팅은 개구를 가지며,
    상기 복수의 열교환유닛 중에서 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지에는 폐쇄구가 결합되고,
    상기 폐쇄구는 환형의 결합홈을 가지고, 상기 결합홈에는 최하측 열교환유닛의 하부 플랜지가 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
  16. 제3항, 제4항, 제5항, 제7항, 제12항, 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 이격돌기 및 하부 이격돌기는 서로 접촉하고, 상기 상부 이격돌기 및 하부 이격돌기의 접촉면에는 관통공이 형성됨으로써 복수의 열교환유닛들은 그 각각의 제1유동채널들이 서로 소통하는 것을 특징으로 하는 플레이트 열교환기.
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